题目内容
【题目】基因敲除是一种基因工程操作技术，该技术针对某个序列已知但功能未知的基因，改变其结构，使其功能丧失，进而推测出该基因的生物学功能。
（1）将基因敲除杂合子小鼠雌雄互交，剪取子代小鼠尾尖，提取得到鼠尾组织基因组DNA，使用特定的引物，采用_________方法进行扩增并电泳，得到如图结果。图中WT所对应的是野生型小鼠，KO和HET对应的分别是_________。对所有子代鼠的电泳结果进行统计，WT、HET、KO的数量比例约为1∶2∶1，说明该基因的遗传符合_________定律。
（2）敲除基因的纯合子往往生活力和繁殖力低，甚至会在胚胎期死亡，妨碍了对该基因在成年动物体内功能的研究。需要重新设计实验程序，使基因的敲除发生在成年动物特定组织和特定时间内。
①在肾脏集合管细胞中，AQP2启动子特异性地与_________结合，开始转录并产生水通道蛋白，这被称为基因的_________。
②研究人员找到了一段被称为loxP位点的DNA序列，该序列是酶C的作用位点，如下图所示，当基因X位于_________时，在酶C的作用下被敲除。
③采用基因工程等方法获得在某基因两侧插入LoxP序列的纯合小鼠A。一般情况下，小鼠A的表现型与野生型小鼠_________（相同/不同）。
④另外获得一种转基因小鼠B，在转入的酶C基因前插入_________序列，可以使酶C在肾脏集合管处表达。
（3）请根据以上材料，设计实验程序获得只在肾脏集合管处进行基因敲除的小鼠：_________。
【答案】 PCR 基因敲除纯合子和杂合子 基因的分离 RNA聚合酶 选择性表达 两个方向相同的loxP位点之间 相同 AQP2基因启动子 让小鼠A和B杂交，子代自交，②通过PCR扩增和核酸分子杂交等方法鉴定和选择， ③获得含有LoxP序列和连接AQP2启动子的酶C基因的纯合子小鼠
【解析】本题以科研成果为背景，考查的知识有基因工程、基因分离定律和基因自由组合定律的实质及应用、基因的表达等，意在考查学生运用所学知识，解决生物学问题的能力。
（1）体外DNA扩增可用PCR技术；据图中DNA电泳带分析，WT所对应的是野生型小鼠，DNA均是661bp，KO所对应的DNA均是200bp，表示基因敲除纯合子，HET对应的DNA有两个电泳带，分别是661bp和 200bp，表示基因敲除杂合子；基因敲除杂合子小鼠雌雄互交，子代的基因型数量比例约为1:2:1，说明该基因的遗传符合基因的分离定律。
（2）①转录时RNA聚合酶能特异性识别启动子并与之结合，启动转录。在肾脏集合管细胞中水通道蛋白基因表达，产生水通道蛋白，这种现象称为基因的选择性表达；
②据图可知，当基因X位于两个方向相同的loxP位点之间时，能在酶C的作用下被敲除。
③据题干，目的基因导入前的小鼠是纯合子，导入目的基因后相当于杂合子，仍表现显性性状，即小鼠A的表现型与野生型小鼠相同。
④欲使酶C基因在肾脏集合管处表达，可在酶C基因前插入AQP2基因启动子序列。
（3）插入LoxP序列的小鼠A相当于杂合子，基因型设为Aa，连接AQP2启动子的酶C基因的小鼠B相当于杂合子，基因型设为Bb，即小鼠A、B的基因型为AaBB和AABb，要获得只在肾脏集合管处进行基因敲除的小鼠即aabb的纯合子，可将让小鼠A和B杂交，子代自交，通过PCR扩增和核酸分子杂交等方法对F2代进行鉴定和选择，获得含有LoxP序列和连接AQP2启动子的酶C基因的纯合子小鼠。
[点睛]：本题解题关键是：1.对题干信息的提取，分析其中的关键语句，充分联系教材，找到与教材的衔接点；2. 分析图示内容，读懂DNA电泳带的含义，分析表现型对应的基因型；根据图示过程分析基因敲除的方法及原理，给合题文要求，联系教材的有关原理、概念等，设计实验方案。
名师指导期末冲刺卷系列答案
